B29C33/3857—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts

B29C33/3892—Preparation of the model, e.g. by assembling parts

B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING

B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL

B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING

B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor

B29C33/42—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the shape of the moulding surface, e.g. ribs, grooves

B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING

B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL

B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING

B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor

B29C41/02—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles

B29C41/08—Coating a former, core or other substrate by spraying or fluidisation, e.g. spraying powder

B29C41/085—Coating a former, core or other substrate by spraying or fluidisation, e.g. spraying powder by rotating the former around its axis of symmetry

B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING

B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL

B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING

B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor

B29C41/02—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles

B29C41/12—Spreading-out the material on a substrate, e.g. on the surface of a liquid

B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING

B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL

B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING

B29C33/3857—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts

B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING

B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL

Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS

Abstract

[Problem] To enable the tip of a needle section to be provided with appropriate dimensions and shape and to improve the easiness of needle insertion.
[Solution] A method for manufacturing a needle-like structure, the method including a step in which ridges (13) having a triangular cross-section when cut in the direction perpendicular to a first direction are formed on the surface of a base plate (11), the ridges (13) being formed by forming mutually parallel first linear grooves (12) in the first direction by grinding; and a step in which needle sections (15) having a triangular cross-section when cut in the direction perpendicular to a second direction intersecting the first direction are formed on the ridges (13), the needle sections (15) being formed by forming mutually parallel second linear grooves (14) in the second direction by grinding in such a manner that the second linear grooves (14) are shallower than the first linear grooves (12).

Description

本発明は、複数の微細針部をアレイ配置した針状構造体及びその製造方法に関する。 The present invention is a needle-like structure with a plurality of microneedles portion and arranged in an array and a method of manufacturing the same.

近年、薬剤を効率良く体内に吸収させるために、ミクロンオーダーの多数の微細針部を有する針状構造体（マイクロニードル）を用いて皮膚を穿孔し、皮膚内に直接薬剤を投与する方法が注目されている。 Recently, in order to absorb the drug efficiently the body, the needle-like structure having a large number of fine needles of micron order perforating skin using a (microneedle), a method of administering attention directly drug into the skin It is.この方法によれば、投薬用の特別な機器を用いることなく、簡便に薬剤を皮下投与することができる（特許文献１参照）。 According to this method, without using any special equipment for dosing, conveniently the drug can be administered subcutaneously (see Patent Document 1).

針状構造体の各針部は、皮膚を穿孔する細さと先端角、及び皮下に薬液を浸透させる長さを有していることが必要とされ、針部の直径は数μｍから数百μｍであることが望ましい。 Each needle of the needle-like structure, fine and point angle perforating the skin and subcutaneously is it necessary to have a length to penetrate the chemical hundreds μm in diameter of the needle portion is from several μm it is desirable that.針部の長さは、皮膚の最外層である角質層を貫通する長さが望ましいとされている。 The length of the needle portion is a desirable length to penetrate the stratum corneum, the outermost layer of the skin.

角質層の厚さは人体の部位によっても若干異なるが、平均して２０μｍ程度である。 The thickness of the stratum corneum varies slightly depending on the site of a human body is about 20μm on average.また、角質層の下にはおよそ２００μｍから３５０μｍ程度の厚さの表皮が存在し、更にその下層には毛細血管が張りめぐる真皮層が存在する。 Moreover, the stratum corneum exists epidermis of about 350μm thickness approximately 200μm below the, even in the lower layer there is dermal layer over tension capillaries.このため、角質層を貫通させ薬液を浸透させるためには、少なくとも２０μｍ以上の針部の長さが要求される。 Therefore, in order to penetrate the chemical to penetrate the stratum corneum, the length of at least 20μm or more needle is required.また、採血を目的とする場合には、少なくとも３５０μｍ以上の針部の長さが要求される。 Further, for the purpose of blood collection, the length of at least 350μm or more of the needle part it is required.

針状構造体は、一般的にシリコンを加工して製造することが試みられている。 Needle-like structure, it has been attempted to produce generally processed silicon.シリコンは、ＭＥＭＳデバイスや半導体製造に広く用いられている材料であり、安価で且つ微細加工性に優れる。 Silicon is a material widely used in MEMS devices, semiconductor manufacturing, excellent inexpensive and fine processability.シリコン製の針状構造体の作製方法としては、シリコンウェハの両面にシリコン酸化膜を形成してパターニングを施し、その表面から結晶異方性エッチング加工を施し、裏面から等方性エッチングを施す方法が提案されている。 As a method for manufacturing a silicon needle like structure, a method of forming a silicon oxide film on both surfaces of the silicon wafer subjected to patterning was subjected to crystal anisotropic etching from the surface, subjected to isotropic etching from the back There has been proposed.この方法により、例えば長さ５００μｍ以上、幅２００μｍ以下の針部を作製することができる。 In this way, for example, length 500μm or more, can be manufactured following the needle portion width 200 [mu] m.また、その針部をアレイ状にすることによって採血の確実性を増すことができる（特許文献２参照）。 Further, it is possible to increase the reliability of blood by the needle in an array (see Patent Document 2).同様に、シリコン基板にウェットエッチングを行い、シリコンの単結晶材料の結晶面方位毎のエッチングレート差を利用した製造方法が提案されている（特許文献３参照）。 Similarly, by wet etching in a silicon substrate, manufacturing method using an etching rate difference of each crystal face orientation of silicon single crystal material it has been proposed (see Patent Document 3).

シリコン以外の材料による針状構造体の作製方法も提案されている。 The method for manufacturing a needle-like structure composed of materials other than silicon have been proposed.例えば、機械加工鋼板の一面上にワイヤカッティング法で針部を形成するものである。 For example, and it forms a needle portion at a wire cutting method on one surface of the machined steel.この方法は、上向き及び下向きカッティングの角度を変化させることで、形成する針部の寸法と形状を制御するというものである（特許文献４参照）。 This method, by changing the angle of the upward and downward cutting, and to control the size and shape of the needle portion to be formed (see Patent Document 4).

また、針状構造体を構成する材料は、仮に破損した針部が体内に残留した場合でも、人体に悪影響を及ぼさないことが必要である。 The material constituting the needle-shaped structure, even if the needle portion tentatively corrupted remaining in the body, it is necessary not to adversely affect the human body.このような材料として医療用シリコーン樹脂や、マルトース、ポリ乳酸、デキストラン等の生体適合材料が有望視されている（特許文献５参照）。 And medical grade silicone resin as such materials, maltose, polylactic acid, biocompatible material such as dextran are promising (see Patent Document 5).

このような微細構造を有する針状構造体を低コストかつ大量に製造するためには、射出成型法、インプリント法、キャスティング法等に代表される転写成型法が有効である。 To produce a needle-like structure having such a fine structure low cost in large quantities, injection molding, imprinting, transcription molding method typified by a casting method and the like are effective.そして、何れの方法でも、成型を行うためには所望の形状を凹凸反転させた原版が必要であり、アスペクト比（構造体の幅に対する高さ、若しくは深さの比率）が高く、先端部の先鋭化が必要である針部を形成するためには、その製造工程が非常に重要となる。 Then, in any way, in order to perform the molding requires original plate is uneven reverse the desired shape, the aspect ratio (height to width of the structure, or the depth ratio of the) high, the tip to form the needle part is needed sharpening, the manufacturing process is very important.

しかし、従来のウェットエッチングを用いる方法は、結晶面方位毎のエッチレート差を利用するものであり、針状構造体を製造するには高度に精製された単結晶材料を必要とし、針部のテーパ角度、先端角度は単結晶材料の物性により規定される。 However, a method using a conventional wet etching, which utilizes an etch rate difference for each crystal orientation, in the production of needle-like structures require a single crystal material that is highly purified, the needle portion taper angle, tip angle is defined by the physical properties of single crystal material.このため、皮膚の構成を考慮し、適切な形状及び寸法に針部を設計し、製造することは困難である。 Therefore, considering the structure of the skin, the needle is designed in a suitable shape and size, it is difficult to manufacture.

ワイヤカッティングを用いる方法では、上向きカッティングが針部の頂部に到達した後、直ちに下向きカッティングに移行することができないため、現実的には１～２０μｍは水平にカッティングが進行する。 In the method using the wire cutting, after the upward cutting reaches the top of the needle part immediately since it is not possible to shift down the cutting, realistic 1 ~ 20 [mu] m in the cutting horizontally progresses.そのため、製造される針部は先端部に平坦面を有する角錐台形形状となり、針部の穿刺性が悪くなるという問題がある。 Therefore, the needle portion to be produced becomes truncated pyramidal shape having a flat surface at the tip portion, there is a problem that the puncture of the needle is deteriorated.

また、針部をアレイ状に配列された針状構造体では、上記の転写成型法において、針状体複製版に材料を充填する際、針部のアレイ密度や面積増加に伴い、充填性が低下するという問題がある。 Further, the needle needle-like structure arranged in an array, and in the transfer molding method described above, when filling the material into the needle body duplication plate, with the array density and area increase of the needle part, the filling property there is a problem of a decrease.

このように従来、複数の微細針部をアレイ配置した針状構造体においては、針部の先端部の寸法及び形状を適切に設計することが難しく、穿刺性が低下する問題があった。 Thus, the conventional, in the plurality of needle-like structures were arrayed fine needle, it is difficult to properly design the size and shape of the tip of the needle part, puncture resistance was a problem to decrease.また、複製版に材料を充填する際に、複製版のアレイ密度や面積増加に伴い、充填性が低下する問題があった。 Furthermore, when filling the material into duplication plate, with the array density and area increase of duplication plate, filling property is a problem to decrease.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、針部の先端部の寸法及び形状を適切に設計することができ、且つ針部の穿刺性の向上をはかり得る針状構造体を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object, the size and shape of the tip of the needle portion can be properly designed, and the needle end of the puncture resistance to provide a needle-like structure to obtain work to improve.また、本発明の別の目的は、針状構造体を転写成型法で作製する際の成型材料の充填性の向上をはかり得る針状構造体の製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a needle-like structure to obtain work to improve the filling of the molding material in manufacturing the needle-like structures by a transfer molding method.

請求項１に記載の発明は、基板上に一方向に延在して形成された複数列の凸部と、前記各凸部上に離間して形成された複数の針部と、を具備したことを特徴とする針状構造体である。 The invention according to claim 1, equipped with convex portions of the plurality of rows which are formed to extend in one direction on the substrate, wherein a plurality of needle portions formed apart on each protrusion, the it is needle-like structure characterized.請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の針状構造体であって、前記凸部の一側面と前記針部の一側面とが、同一平面によって形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, a needle-like structure according to claim 1, and one side surface of the convex portion and one side of the needle part, and characterized in that it is formed by the same plane to.請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の針状構造体を原版とし、該原版からの転写成型によって前記凸部に対応する凹部及び前記針部に対応する溝部を有する複製版を作製し、前記複製版からの転写成型によって針状構造体を作製することを特徴とする針状構造体の製造方法である。 The invention according to claim 3, the duplication plate having a groove for a needle-like structure according to claim 1 to an original, corresponds to the recess and the needle corresponding to the convex portion by the transfer molding from raw plate It produced a method for producing a needle-like structure, characterized in that to produce a needle-like structure by transfer molding from the replica plate.請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の針状構造体の製造方法において、前記複製版からの転写成型によって作製する針状構造体を生体適合性材料で形成することを特徴とする。 The invention of claim 4 is a method of manufacturing a needle-like structure according to claim 3, the needle-like structures made by transfer molding from the replica plate and characterized by forming a biocompatible material to.請求項５に記載の発明は、請求項３記載の針状構造体の製造方法において、前記複製版に充填するための針状体形成材料をローラにより押し付け、且つ該ローラを前記凹部の延在方向と同一方向に移動しながらロール成型することを特徴とする。 The invention according to claim 5, in the method for manufacturing a needle-like structure according to claim 3, wherein said pressing by roller needles forming material for filling the duplication plate and extending in said roller said recess characterized by roll molding while moving in the same direction.請求項６に記載の発明は、基板の表面部に対し、研削加工を用いて互いに平行な複数の第１の線状溝を第１の方向に沿って形成することにより、前記第１の方向に垂直に切った断面が三角形状の複数の凸部を形成する工程と、前記各凸部に対し、研削加工を用いて前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って互いに平行な複数の第２の線状溝を前記第１の線状溝よりも浅く形成することにより、前記第２の方向に垂直に切った断面が三角形の複数の針部を形成する工程と、を含むことを特徴とする針状構造体の製造方法である。 The invention according to claim 6, to the surface of the substrate, by forming along a plurality of parallel first linear grooves with each other in a first direction using a grinding, the first direction a step in which the section cut vertically to form a plurality of convex portions of the triangular in the relative respective convex portions, parallel to each other along a second direction intersecting the first direction with a grinding by forming shallower than the plurality of second linear grooves said first linear groove, and a step of section cut perpendicular to the second direction to form a plurality of needles of triangular it is a manufacturing method of the needle-like structure characterized.請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の針状構造体の製造方法において、前記第１及び第２の線状溝を形成するための研削加工において、側面と先端面との間に傾斜面を有するダイシングブレードを用いたことを特徴とする。 Invention according to claim 7, during the method of manufacturing a needle-like structure according to claim 6, in the grinding process for forming the first and second linear grooves, the side surface and the front end surface characterized by using a dicing blade having an inclined surface.

本発明によれば、単に平坦部上に針部を形成するのではなく、凸部上に針部を形成することにより、針部の先端部の寸法及び形状を適切に設計することができ、且つ穿刺性の向上をはかることができる。 According to the present invention, instead of simply forming a needle portion on the flat portion, by forming a needle portion on the convex portion, it is possible to properly design the size and shape of the tip of the needle part, and it is possible to improve the puncture resistance.

また、針状構造体を転写成型法で作製する際の成型材料の充填性の向上をはかることができる。 Further, it is possible to improve the filling of the molding material in manufacturing the needle-like structures by a transfer molding method.特に、凹部補助パターンと同一方向に成型材料を充填した場合、列状の凹部補助パターンによって、材料の充填性が格段に改善する。 In particular, when filled with molding material to recesses auxiliary pattern in the same direction, the rows of recesses auxiliary pattern, filling material is greatly improved.

本発明の第１の実施形態に係わる針状構造体（針状体原版）の概略構成を示す斜視図である。 Acicular structure according to the first embodiment of the present invention a schematic configuration of (needles original) is a perspective view showing.図１の針状構造体の製造工程を示す断面図である。 It is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the needle-like structure of Figure 1.図１の針状構造体の製造工程を示す斜視図である。 It is a perspective view showing a manufacturing process of a needle-like structure of Figure 1.本発明の第２の実施形態に係わる針状体複製版の製造工程を示す断面図である。 The manufacturing process of the needles duplication plate according to a second embodiment of the present invention is a cross-sectional view illustrating.本発明の第３の実施形態に係わる針状構造体の転写成型工程を示す断面図である。 The transfer molding process of the needle-like structure according to the third embodiment of the present invention is a cross-sectional view illustrating.針状体複製版に転写材料を充填する際のローラの移動方向を示す斜視図である。 It is a perspective view showing a moving direction of the roller when filling the transfer material to the needles duplication plate.針状体複製版に転写材料を充填する際のローラの移動方向を示す断面図である。 It is a cross-sectional view showing the direction of movement of the roller when filling the transfer material to the needles duplication plate.本発明の変形例に説明するためのもので、針状構造体の転写成型方法の一例を示す断面図である。 For the purpose of describing the modification of the present invention, it is a cross-sectional view showing an example of a transfer molding method of the needle-like structures.本発明の針状構造体の模式図である。 It is a schematic view of the needle-like structure of the present invention.本発明の針状構造体（変形例１）の模式図である。 It is a schematic view of the needle-like structure of the present invention (variation 1).本発明の針状構造体（変形例２）の模式図である。 It is a schematic view of the needle-like structure of the present invention (variation 2).本発明の針状構造体（変形例３）の模式図である。 Is a schematic view of the needle-like structure of the present invention (modification 3).本発明の針状構造体（変形例４）の模式図である。 Is a schematic view of the needle-like structure of the present invention (modification 4).本発明の針状構造体（変形例５）の模式図である。 Is a schematic view of the needle-like structure of the present invention (modification 5).

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１の実施形態） (First Embodiment)＜針状体原版の製造方法＞ <Method of manufacturing needles precursor>図１は、本発明の第１の実施形態に係わる針状構造体（針状体原版）の概略構成を示す斜視図である。 Figure 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a needle-like structure according to the first embodiment of the present invention (needles original).

図中の１１は支持基板であり、この基板１１上に補助パターンとして、相互に平行な関係で複数列の凸部１３が形成されている。 11 in the figure is a supporting substrate, as an auxiliary pattern on the substrate 11, and the convex portion 13 of the plurality of rows are formed in a parallel relationship to each other.各々の凸部１３上にそれぞれ、四角錐形状の複数個の針部１５が形成されている。 Respectively on each of the convex portions 13, a plurality of needle portion 15 of the quadrangular pyramid shape is formed.

凸部１３の補助パターンは列方向と垂直に切った断面が台形となっており、針部１５は列方向に切った断面及び列方向と垂直に切った断面が共に三角形となっている。 Auxiliary pattern of the convex portion 13 has become section cut in the column direction and vertically trapezoidal, needle 15 section cut in cross section and a column direction perpendicular cut in the column direction has become both a triangle.そして、凸部１３の一側面と針部１５の一側面は同一平面となっている。 Then, one side and one side of the needle portion 15 of the projection 13 has a same plane.

図１の針状体原盤を製造するには、研削加工を用いて基板を加工する。 To produce the needles master of Figure 1, the substrate is processed using grinding.ここで、「研削加工」とは、高速で回転する研削砥石を用いて、該砥石を構成する極めて硬く微細な砥粒によって加工物を削り取る加工法をいう。 Here, the "grinding", using a grinding wheel rotating at high speed, it refers to a processing method of etching a workpiece by a very hard fine grains constituting the whetstone.例えば、研削砥石として、ダイシングブレードを用いてもよい。 For example, the grinding wheel may be used a dicing blade.

本実施形態における研削加工は、高速で回転するスピンドルの先端に取り付けられたダイシングブレードによって、被加工基板に線状溝を加工してもよい。 Grinding in this embodiment, the attached dicing blade to the tip of the spindle rotating at a high speed, may be processed with linear grooves in a substrate to be processed.ダイシングブレードは、円盤状の支持体の外周部に形成される。 Dicing blade is formed on the outer periphery of the disk-shaped support.ダイシングブレードの材質は高い硬度を有することが望ましく、一般にダイヤモンド砥粒を用いることが多い。 It is desirable to have the material has high hardness of the dicing blade, generally often use diamond abrasive grains.本実施形態においても、円盤状の支持体の外周部全面にダイヤモンド砥粒を含むダイシングブレードが形成された、ダイヤモンドホイールを用いてもよい。 In this embodiment, a dicing blade including diamond abrasive grains on the outer circumferential portion over the entire surface of the disc-shaped support body is formed, it may be used diamond wheel.ダイヤモンドホイールは、半導体産業における基板の断裁工程で広く用いられており、安価で入手が容易な部材である。 Diamond wheels are widely used in the substrate of the cutting process in the semiconductor industry, it is easy member availability at low cost.

通常、ダイシングブレードの断面形状は、側面と先端面が９０°の角を成して交わり、頂点を形成する。 Usually, the cross-sectional shape of the dicing blade, sides and front end surfaces intersect at an angle of 90 °, to form a vertex.これに対して、本実施形態の針状体原版の製造方法に用いるダイシングブレードは、側面と先端面と、これらの間に形成された傾斜面を有する。 In contrast, the dicing blade used in the production method of the needles precursor of the present embodiment includes a side surface and front end surface, the inclined surface formed between them.傾斜面の傾斜角度は、最終的に形成される針部の側壁角度を決定する。 The inclination angle of the inclined surface determines the sidewall angle of the needle portion to be finally formed.このようにダイシングブレードの傾斜面により、形成される針部の側壁角度を制御することができる。 The inclined surfaces of the thus dicing blade, it is possible to control the sidewall angle of the needle portion to be formed.

図２及び図３は、図１の針状構造体の製造工程を説明するためのもので、図２は断面図、図３は斜視図である。 2 and 3 is for explaining the manufacturing process of the needle-like structure of Figure 1, Figure 2 is a sectional view, FIG. 3 is a perspective view.

まず、図２（ａ）に示すように、平板状の支持基板１１を準備する。 First, as shown in FIG. 2 (a), of a flat-shaped support substrate 11.基板１１の材質は特に制限されず、加工適正や、材料の入手容易性などから材質を選択することが望ましい。 The material of the substrate 11 is not particularly limited, working properly and it is desirable to select the material from such easy availability of the material.具体的には、アルミナ，窒化アルミニウム，マシナブルセラミックスなどのセラミックス、シリコン，シリコンカーバイト，石英などの結晶材料、アクリル，ポリアセタールなどの有機材料、ニッケル，アルミニウムなどの金属材料、更にはガラスなどが挙げられる。 Specifically, alumina, aluminum nitride, ceramics such as machinable ceramics, silicon, silicon carbide, crystalline materials such as quartz, acryl, organic material such as polyacetal, nickel, a metal material such as aluminum, and more glass like and the like.

次いで、図２（ｂ）及び図３（ａ）に示すように、ダイシングブレードを回転させながら基板１１の表面をダイシング加工し、第１の方向に沿って所定の長さだけ第１の線状溝１２を形成する。 Then, as shown in FIG. 2 (b) and 3 (a), while rotating the dicing blade and dicing the surface of the substrate 11, along the first direction by a predetermined length first linear to form a groove 12.ここで、ダイシングブレードの回転数や研削速度などの研削条件は特に制限されず、ダイシングブレード及び基板の材質を考慮したうえで、加工性に優れた条件に最適化することが望ましい。 Here, the grinding conditions such as speed and grinding speed of the dicing blade is not particularly limited, in consideration of the material of the dicing blade and substrate, it can be optimized to better conditions processability desired.また、第１の線状溝１２の側面の傾きは、ダイシングブレードの先端に形成された傾斜面の傾きに一致する。 The slope of the side surface of the first linear groove 12 corresponds to the inclination of the inclined surface formed on the tip of the dicing blade.

次いで、図３（ｂ）に示すように、第１の線状溝１２と平行となるように隣接する第１の線状溝１２を形成する。 Then, as shown in FIG. 3 (b), to form a first linear groove 12 adjacent in parallel to the first linear groove 12.即ち、ダイシングブレードによって、第１の線状溝１２の隣に他の第１の線状溝１２を加工する。 That is, the dicing blade, for processing the first linear grooves 12 of the other adjacent to the first linear groove 12.このとき、ダイシングブレードは、最初の第１の線状溝１２に対して、傾斜面の一部に重なりを持つようにして移動させてもよい。 At this time, the dicing blade, for the first first linear groove 12 may be moved so as to have the overlap portion of the inclined surface.これにより、先端部が平坦となることがなく、先端部を鋭利にすることができ、穿刺性に優れた針状構造体の製造に有効となる。 This prevents the tip is flat, can be sharpened tip, becomes effective in the production of excellent acicular structure puncture resistance.

第１の線状溝１２を複数加工する際、第１の線状溝２１に対し、平行にダイシングしていくことが望ましい。 When multiple machining the first linear grooves 12 with respect to the first linear groove 21, it is desirable to continue to dicing in parallel.これにより、隣接する第１の線状溝１２が形成されていく。 Thus, a first linear groove 12 adjacent is gradually formed.隣接する第１の線状溝１２間には、一方の第１の線状溝１２を形成する際のダイシングブレードの傾斜面と、他方の第１の線状溝１２を形成する際のダイシングブレードの傾斜面との重なりによって先端部の頂点が形成されるため、前記図３（ｂ）のように、先端形状が先鋭な列状の凸部１３が形成される。 The first is between the linear grooves 12, the dicing blade at the time of forming the inclined surface of the dicing blade when forming one first linear grooves 12 of the first linear grooves 12 of the other adjacent since the apex of the tip portion by overlapping of the inclined surface of is formed, as shown in FIG. 3 (b), the tip shape sharp rows of projections 13 are formed.

列状の凸部１３の高さは、ダイシング加工深さ、ダイシングブレードの先端傾斜面の角度、及び隣接する第１の線状溝１２間の距離によって決定する。 The height of the column-shaped convex portion 13 determines dicing depth, angle of the tip inclined surface of the dicing blade, and the distance between the first linear groove 12 adjacent.

また、凸部１３の両側では、図３（ｃ）に示すように、ダイシングブレードを平行にシフトすることにより、第１の線状溝１２の幅を広げる。 Further, in both sides of the convex portion 13, as shown in FIG. 3 (c), by shifting in parallel the dicing blade, widening the first linear groove 12.さらに、上記と同様にして、図３（ｄ）に示すように、別の凸部１３を形成する。 Further, in the same manner as described above, as shown in FIG. 3 (d), to form another protrusion 13.

このように、列状の凸部１３を所望の数だけ形成して、ほぼ三角断面形状を有する列状の凸部１３が表面に複数本形成された基板を得る。 Thus, by forming the column-shaped projection 13 by a desired number to obtain a substrate having rows of projections 13 are a plurality of formed on a surface having a substantially triangular cross-sectional shape.このとき、形成された列状の凸部１３の数により、製造される針状構造体における針部の列数が決定する。 At this time, the number of the formed column-shaped convex portion 13, the number of columns of the needle part in the needle-like structure produced is determined.

次いで、図２（ｃ）及び前記図１に示すように、第１の線状溝１２と交差する第２の方向に沿って、複数の第２の線状溝１４を設ける。 Then, as shown in FIG. 2 (c) and FIG. 1, along a second direction intersecting the first linear groove 12, provided with a plurality of second linear grooves 14.このとき、第１の線状溝１２を設けた基板１１を、例えば９０度回転させることで、第１の線状溝１２を設けた方法と同様に、複数の第２の線状溝１４を形成することができる。 In this case, the substrate 11 provided with the first linear grooves 12, for example, by rotating 90 degrees, similarly to the method in which a first linear groove 12, a plurality of second linear grooves 14 it can be formed.上述の場合、複数の第１の線状溝１２と複数の第２の線状溝１４との交差角度は、基板の回転角度と同等となる。 If the above, the intersection angle between the plurality of first linear grooves 12 and a plurality of second linear grooves 14 is equal to the rotation angle of the substrate.

第２の線状溝１４を設ける際には、ダイシング加工深さ、ダイシングブレードの先端傾斜面の角度、及び複数の第２の線状溝１４の重なり距離を調節し、複数の第１の線状溝１２で形成した列状の凸部高さよりも、小さい高さの針部を形成する必要がある。 When providing the second linear groove 14, dicing depth, adjust the angle of the distal end inclined surface of the dicing blade, and a plurality of overlapping length of the second linear groove 14, a plurality of first line column-shaped convex portion formed in the shaped groove 12 than the height, it is necessary to form a needle portion of a small height.また、第２の線状溝１４が加工された列状の凸部１３は、針部１５と列状の凸部１３が一体成型された形状となる。 The column-shaped convex portion 13 in which the second linear groove 14 is machined, the needle portion 15 and a column-shaped convex portion 13 is integrally molded shape.加工方法の特性上、針部１５と列状の凸部１３は、一部の側面が同一面によって形成される。 The nature of the processing method, the needle portion 15 and a column-shaped convex portion 13, part of the side surface is formed by the same plane.

第２の線状溝１４を設け、得られた針部１５の周辺には、場合によっては凸部１３が残留する。 The second linear groove 14 is provided, on the periphery of the resulting needle 15, the convex portion 13 is left in some cases.これを除去する必要がある場合には、ダイシング加工で凸部１３を除去すればよい。 If you need to remove it, it is sufficient to remove the protruding portion 13 in the dicing process.

得られた針部１５の先端部を、より先鋭化するため、等方性エッチングを施してもよい。 The tip of the resulting needle 15, in order to further sharpening may be subjected to isotropic etching.なお、ここで、「等方性エッチング」とは、完全な等方性を示すエッチングのみならず、僅かに異方性の傾向を示す等方性の傾向が強いエッチングをも含むものとして定義する。 Here, the "isotropic etching", not only etching exhibits perfect isotropy is defined as the tendency of the isotropic showing a tendency of slight anisotropy also includes a strong etching .等方性エッチングを行うことにより、基板の結晶方位面に限定されることなく、針部１５の先端部を先鋭化させることが可能となる。 By performing the isotropic etching, without being limited to the crystal orientation surface of the substrate, it is possible to sharpen the tip of the needle portion 15.

ここで等方性エッチングとしては、特にその方法を限定されず、例えばＲＩＥ，マグネトロンＲＩＥ，ＥＣＲ，ＩＣＰ，ＮＬＤ，マイクロ波，ヘリコン波等の放電方式を用いたドライエッチング装置を用いて行うことができる。 The isotropic etching here is not particularly limited in its method, for example RIE, magnetron RIE, ECR, ICP, NLD, microwaves, be performed using a dry etching apparatus using a discharge type of helicon waves and the like it can.また、例えばＸｅＦ ２などのガスを用いてドライエッチングを行ってもよい。 Further, dry etching may be performed using, for example, a gas such as XeF 2.

等方性エッチングを行うと、針部１５が等方的に一定距離だけ縮小した形状となる。 Doing isotropic etching, needle 15 is isotropically certain distance reduced shape.このように等方性エッチングを施すことにより、針部１５の形状を調整して、より穿刺しやすい形状にすることができる。 By performing in this way the isotropic etching, by adjusting the shape of the needle portion 15 can be more puncture prone configuration.

このように本実施形態によれば、第１の方向に沿って複数の第１の線状溝１２を形成することにより第１の方向と垂直な断面が三角形状の複数の凸部１３を形成し、第２の方向に沿って第２の線状溝１４を第１の線状溝１２よりも浅く形成することにより、凸部１３上に第２の方向と垂直な断面が三角形状の複数の針部１５を形成することができる。 According to this embodiment, a first direction perpendicular to the cross section triangular plurality of projections 13 by along the first direction to form a plurality of first linear grooves 12 and, by forming shallower than the second linear grooves 14 of the first linear grooves 12 along the second direction, the plurality second direction perpendicular to the cross section is triangular on the convex portion 13 it is possible to form the needle portion 15.これにより、針部１５をアレイ配置した針状構造体を作製することができる。 Thus, the needle portion 15 can be manufactured needle-like structure and array arrangement.

作製された針状構造体は、単に平坦部上に針部１５を形成するのではなく、凸部１３上に針部１５を形成しているので、皮膚に対する穿刺性の向上をはかることができる。 Produced acicular structures, rather than simply form a needle portion 15 on the flat portion, so to form a needle portion 15 on the projection 13, it is possible to improve the puncture to the skin .これは、針部１５の両側に溝部が形成された状態であり、実質的な突起部が高くなっているためである。 This is a state in which the grooves on both sides are formed of the needle portion 15 is because the substantial protrusion is higher.また、ウェットエッチングではなく、研削加工により針部１５を形成できるため、適切な形状及び寸法に加工することが可能となる。 Further, instead of the wet etching, it is possible to form a needle portion 15 by grinding, it can be machined to the appropriate shape and dimensions.さらに、第１の線状溝１２はその深さを厳密に制御する必要はなく、第２の線状溝１４だけを厳密に制御すればよいため、平坦部上に針部１５を形成するよりも加工が容易になる利点もある。 Furthermore, from the first linear groove 12 is not necessary to strictly control the depth, since it suffices strictly controlled by the second linear groove 14 to form a needle portion 15 on the flat portion also there is another advantage that machining is facilitated.

（第２の実施形態） (Second Embodiment)＜針状体複製版の製造方法＞ <Method of manufacturing a needle-shaped body duplication plate>次に、上述の方法によって製造された針状体原版に充填層を形成し、充填層を針状体原版から剥離することで、針状体複製版を形成する。 Then, the filling layer is formed on the needles precursor produced by the method described above, the filling layer by peeling from the needles precursor, to form a needle-shaped body duplication plate.

図４は、針状体複製版の製造工程を示す断面図である。 Figure 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the needles duplication plate.

まず、図４（ａ）に示すように、第１の実施形態で作製した針状体原版１０を用意する。 First, as shown in FIG. 4 (a), providing a needle-shaped member master 10 manufactured in the first embodiment.

次いで、図４（ｂ）に示すように、針状体原版１０上に充填層２６を形成する。 Then, as shown in FIG. 4 (b), to form the filling layer 26 on the needles master 10.充填層２６の材料は特に制限されず、複製版として機能するだけの形状追従性、後述する転写加工成型における転写製、耐久性及び離型性を考慮した材質を選択することができる。 Material of the filling layer 26 is not particularly limited, may be selected conformality only functions as a duplication plate, manufactured by transcription in transfer machining molding to be described later, the material in consideration of durability and releasability.例えば、充填層としてニッケル、熱硬化性のシリコーン樹脂などを用いてもよい。 For example, it may be used nickel, thermosetting silicone resin, etc. as a packed bed.ニッケルを選択した場合、充填層２６の形成方法としては、メッキ法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法などが挙げられる。 If you choose nickel, as a method of forming the filling layer 26, a plating method, PVD method, and CVD method.

次いで、図４（ｃ）に示すように、針状体原版１０を充填層２６から剥離することにより、複製版を作製する。 Then, as shown in FIG. 4 (c), by peeling off the needles master 10 from the filling layer 26, to produce a duplicate version.この複製版は針状体原版１０の反転パターンであり、基板２１の表面部に列状の凸部１３に対応する列状の凹部２３と、凹部２３内に針部１５に対応する溝部２５を有するものとなる。 This duplication plate is inverted pattern of the needles master 10, a column-shaped recess 23 corresponding to the column-shaped projection 13 on the surface of the substrate 21, a groove 25 corresponding to the needle portion 15 into the recess 23 It comes to have.なお、充填層２６と針状体原版１０の剥離方法としては、物理的な剥離力による剥離又は選択性エッチング法などを用いることができる。 Incidentally, as a release method of filling layer 26 and the needles master 10, such as physical separation due peel force or selective etching can be used.

このように本実施形態によれば、一体成型された機械的強度の高い複製版を作製することができる。 According to the present embodiment can be manufactured with high mechanical strength which is integrally molded duplication plate.そして、同一の複製版で多量の針状構造体を製造することができるため、生産コストを低くし、生産性を高めることが可能となる。 Then, it is possible to produce a large amount of needle-like structures at the same duplication plate, the production cost is low, it is possible to improve the productivity.

（第３の実施形態） (Third Embodiment)＜針状構造体の転写成型方法＞ <Transfer molding method of the needle-like structure>次に、上述の方法によって製造された針状体複製版に針状体形成材料を形成し、針状体形成材料を複製版から剥離することで、針状構造体を形成する。 Next, the needle-like body forming material is formed on the needles replication plate produced by the method described above, by peeling off the needles forming material from the replica plate, to form a needle-like structure.

図５は、針状構造体の製造工程を示す断面図である。 Figure 5 is a sectional view showing the manufacturing process of the needle-like structures.

まず、図５（ａ）に示すように、第２の実施形態で作製した針状体複製版２０を用意する。 First, as shown in FIG. 5 (a), providing a needle body duplication plate 20 manufactured in the second embodiment.

次いで、図５（ｂ）に示すように、複製版２０上に針状体形成材料３６を充填する。 Then, as shown in FIG. 5 (b), to fill the needle body forming material 36 on the replica plate 20.針状体形成材料３６は特に限定されないが、生体適合性材料である医療用シリコーン樹脂や、マルトース、ポリ乳酸、デキストラン、糖質等を用いることで、生体に適用可能な針状構造体を形成できる。 Needles forming material 36 is not particularly limited, formation and medical silicone resin is a biocompatible material, maltose, polylactic acid, dextran, by using a carbohydrate such as, applicable acicular structure to a living body it can.生体適合性材料を用いれば、針状部が折れて、体内に取り残された場合も、無害であるという効果を奏する。 The use of biocompatible materials, needle-like portion is broken, even when left in the body, an effect that is harmless.

針状体形成材料３６の充填方法は限定されないが、特にロール成型法が望ましい。 Filling method of the needle-shaped body forming material 36 is not limited, in particular a roll molding method is desirable.それ以外にも、インプリント法、ホットエンボス法、射出成型法、押し出し成型法及びキャスティング法を好適に用いることができる。 Besides this, imprinting, hot embossing, injection molding, can be used preferably extrusion molding and casting.ロール成型法を用いる場合、列状の凹部と平行に材料を充填することが重要である。 When using a roll molding method, it is important to fill the parallel material and rows of recesses.

このために、図６に示すように、ローラ４０の移動方向は、凹部２３の配列方向に沿った方向にする。 For this, as shown in FIG. 6, the moving direction of the roller 40 in a direction along the arrangement direction of the recess 23.これにより、図７に示すように、ローラ４０を樹脂３６に押し付けた際に凹部２３が樹脂の逃げ道となり、溝部２５に樹脂３６を良好に充填することができる。 Thus, as shown in FIG. 7, the roller 40 recess 23 when pressed against the resin 36 becomes the escape of the resin can be satisfactorily filled with the resin 36 in the groove 25.即ち、補助パターンとしての凹部２３が材料の流路の役割を果たすため、これによって溝部２５への材料充填性が向上する。 That is, the concave portion 23 of the auxiliary pattern to serve the flow path of the material, thereby improving the material filling of the groove 25.

次に、針状体形成材料３６を複製版２０から離型し、転写成型された針状構造体３０を得る。 Next, the needle-like body forming material 36 was released from the duplicate plate 20 to obtain a needle-like structure 30 has been transferred molded.得られた針状構造体３０の形状は、基板３１上に列状の凸部３３を有し、凸部３３上に複数の針部３５を有するものとなる。 The shape of the resulting needle-like structure 30 has a column-shaped protrusion 33 on the substrate 31 comes to have a plurality of needles 35 on the protrusion 33.即ち、前記図１に示すものと実質的に同様となる。 That is, substantially similar to that shown in FIG. 1.

このとき、複製版２０の剥離性を向上させるために、針状体形成材料３６の充填前に、複製版２０の表面上に離型効果を増すための離型層を形成してもよい。 At this time, in order to improve the releasability of the duplication plate 20, prior to filling of the needles forming material 36 may be formed a releasing layer in order to increase the release effect on the surface of the duplication plate 20.離型層としては、例えば広く知られているフッ素系の樹脂を用いることができる。 The release layer can be used fluorine-based resins known for example widely.また、離型層の形成方法としては、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、スピンコート法、ディップコート法等の薄膜形成手法を好適に用いることができる。 As a method for forming the releasing layer, PVD method, CVD method, a spin coating method, a thin film forming method such as a dip coating method it can be suitably used.

このように本実施形態によれば、針状構造体を転写成型法で作製する際の成型材料の充填性の向上をはかることができる。 According to this embodiment, it is possible to improve the filling of the molding material in manufacturing the needle-like structures by a transfer molding method.特に、列状の凹部２３と同一方向に成型材料を充填した場合、凹部２３の存在によって材料の充填性が格段に改善する。 In particular, when filled with molding material in the same direction as the rows of recesses 23, fill material is remarkably improved by the presence of the recess 23.従って、アレイ密度や面積増加が増加しても十分な充填性を保持することができる。 Therefore, it is possible to array density and area increases retains sufficient filling property is also increased.

以上説明した第１～第３の実施形態により、多量の針状構造体を寸法精度良く製造することができる。 Thus the first to third embodiments described, a large amount of needle-like structures can be dimensioned precisely manufactured.なお、本実施形態の針状構造体の製造方法は上記の実施形態に限定されず、各工程において類推することのできる他の公知の方法をも含むものとする。 The manufacturing method of the needle-like structure of the present embodiment is not limited to the above embodiments, it is intended to include other known methods that can be analogized in each step.

例えば、複製版から針状構造体を転写形成する方法として、図８に示すように、複製版２０を一方のローラ４１に取り付け、樹脂３６を他方のローラ４２上に供給し、これらのローラ４１，４２を近接した状態で回転させることにより、樹脂３６の充填を行うことも可能である。 For example, as a method for transferring formed acicular structure from the replica plate, as shown in FIG. 8, fitted with a duplication plate 20 on one of the rollers 41, and supplies the resin 36 on the other roller 42, these rollers 41 , by rotating in close proximity to 42, it is also possible to carry out the filling of the resin 36.本発明にあっては、ローラーの外周にわたって列状の凹部を形成し、ロール・ツー・ロール方式により針状構造体を作製することができる。 In the present invention, it is possible to form a column-like recess around the periphery of the roller, to produce a needle-like structure by a roll-to-roll method.

さらに詳細に本発明の針状構造体について説明する。 Further described needle-like structure of the present invention in detail.

図９に本発明の針状構造体の模式図を示す。 Figure 9 shows a schematic view of the needle-like structure of the present invention.図９（ａ）は斜視図であり、図９（ｂ）は、Ｘ方向から見た断面図であり、図９（ｃ）はＹ方向から見た断面図である。 9 (a) is a perspective view, FIG. 9 (b) is a sectional view seen from X-direction, FIG. 9 (c) is a sectional view seen from the Y direction.本発明の針状構造体にあっては、針部１５の高さｈ １は、１００μｍ以上２０００μｍ以下の範囲内であることが好ましい。 In the needle-like structure of the present invention, the height h 1 of the needle part 15 is preferably in the range of 100μm or 2000μm or less.針部の高さは、皮膚のどの部位まで穿孔するかといった目的に応じて適宜設計される。 The height of the needle part is appropriately designed depending on the purpose such or perforations to which part of the skin.また、凸部１３の高さｈ ２は、針部１５の高さｈ １と凸部１３の高さｈ ２の合計をＨとした際に、０．２×Ｈ以上０．８Ｈ以下の範囲内であることが好ましい。 The height h 2 of the convex portion 13, the total height h 2 of height h 1 and the convex portion 13 of the needle 15 upon the H, the following ranges 0.2 × H or 0.8H it is preferable that an internal.凸部の高さｈ ２が０．２×Ｈに満たない場合には、本発明の針状構造体の効果を十分なものとすることができない場合がある。 If the height h 2 of the protrusions is less than 0.2 × H is the effect of the needle-like structure of the present invention may not be a sufficient.一方、凸部の高さｈ ２が０．８×Ｈを上回る場合には、針状構造体の強度が低下する場合がある。 On the other hand, if the height h 2 of the convex portion exceeds 0.8 × H, the strength of the needle-like structures is reduced.また、針部１５の先端角は、Ｘ方向からの断面視した際の先端角θ １ 、Ｙ方向から断面視した際の先端角θ ２ともに、１０°以上７０°以下の範囲内であることが好ましい。 The tip angle of the needle portion 15, it point angle theta 1 when viewed in cross section from X-direction, Y-direction cross section the time point angle theta 2 together from a range of 10 ° to 70 ° or less It is preferred.さらに好ましくは、先端角θ １およびθ ２ともに２０°以上６０°以下の範囲内であることが好ましい。 More preferably, it is preferably in the range point angle theta 1 and theta 2 are both 20 ° to 60 °.針部の先端角は、皮膚への穿刺の具合を考慮して適宜設計される。 Point angle of the needle part is appropriately designed in consideration of the degree of the puncture into the skin.また、本発明の針状構造体の基板１１の大きさは、１ｃｍ ２以上であることが好ましい。 The size of the substrate 11 of the needle-like structure of the present invention is preferably 1 cm 2 or more.さらに好ましくは５ｃｍ ２以上であることが好ましい。 Further preferably at 5 cm 2 or more.本発明の針状構造体及び針状構造体の製造方法は基板の大きさを大きくした際に、より高い効果を発揮する。 Method of manufacturing a needle-like structure and the needle structure of the present invention upon increasing the size of the substrate, exhibits a higher effect.

図１０に本発明の針状構造体（変形例１）の模式図を示す。 It shows a schematic view of the needle-like structure of the present invention (modification 1) in FIG. 10.図１０（ａ）は斜視図であり、図１０（ｂ）は、Ｘ方向から見た断面図であり、図１０（ｃ）はＹ方向から見た断面図である。 10 (a) is a perspective view, FIG. 10 (b) is a sectional view seen from X-direction, FIG. 10 (c) is a sectional view seen from the Y direction.図１０に示した本発明の針状構造体（変形例１）は、針部は正四角錐だけでなく、針部の底面の幅の長さが異なる。 Needle-like structure of the present invention shown in FIG. 10 (Modification 1), the needle is not only a regular quadrangular pyramid, the length of the width of the bottom surface of the needle portion is different.このとき、Ｘ方向から断面視した際の針部１４の底面の幅Ｌ １は、Ｙ方向から断面視した際の針部１５の底面の幅Ｌ ２よりも大きい（Ｌ １ ＞Ｌ ２ ）。 The width L 1 of the bottom surface of the needle portion 14 when viewed in cross section in the X direction is greater than the width L 2 of the bottom surface of the needle portion 15 when viewed in cross section from the Y direction (L 1> L2).Ｘ方向から断面視した際の針部１５の底面の幅Ｌ １をＹ方向から断面視した際の針部１５の底面の幅Ｌ ２以上とすることにより、さらに成形材料の充填を優れたものとすることができる。 By the X-direction and cross section the time width L 1 of the bottom surface of the needle portion 15 cross section the time the needle portion 15 bottom width L 2 or more of the Y direction, and further excellent filling of the molding material it can be.

図１１に本発明の針状構造体（変形例２）の模式図を示す。 It shows a schematic view of the needle-like structure of the present invention (modification 2) in FIG. 11.図１１（ａ）は斜視図であり、図１１（ｂ）は、Ｘ方向から見た断面図であり、図１１（ｃ）はＹ方向から見た断面図である。 11 (a) is a perspective view, FIG. 11 (b) is a sectional view seen from X-direction, FIG. 11 (c) is a sectional view seen from the Y direction.図１１に示した本発明の針状構造体（変形例２）は、Ｙ方向から断面視した際の針部１５側面と凸１３部上面のなす角φ １が、Ｙ方向から断面視した際の凸部１３側面と支持基板１１のなす角φ ２よりも大きい（φ １ ＞φ ２ ）。 Needle-like structure of the present invention shown in FIG. 11 (Modification 2), the angle phi 1 of the needle part 15 side and the projection 13 parts top surface when viewed in cross section from the Y direction, when viewed in cross section from the Y-direction greater than the angle phi 2 of the convex portion 13 side and the support substrate 11 (φ 1> φ 2) .図１１に示した針状構造体は、図９に示した針状構造体よりも作製工程数が増加するものの、成形材料の充填を優れたものとすることができる。 Acicular structure shown in FIG. 11, although also the number of manufacturing processes increases than acicular structure shown in FIG. 9, it is possible to improve the filling of the molding material.皮膚への穿刺性を向上させることを目的として針部の先端角を小さくした場合、成形材料の充填性はさらに低下する。 If reducing the point angle of the needle part in order to improve the puncture resistance of the skin, filling properties of the molding material is further reduced.図１１に示した針状構造体にすることにより、成形材料の充填性の低下という問題を解消することができる。 By the needle-like structure shown in FIG. 11, it is possible to solve the problem of lowering of the filling of the molding material.

図１２に本発明の針状構造体（変形例３）の模式図を示す。 Figure 12 shows a schematic view of the needle-like structure of the present invention (modification 3).図１２（ａ）は斜視図であり、図１２（ｂ）は、Ｘ方向から見た断面図であり、図１２（ｃ）はＹ方向から見た断面図である。 12 (a) is a perspective view, FIG. 12 (b) is a sectional view seen from X-direction, FIG. 12 (c) is a sectional view seen from the Y direction.図１２に示した本発明の針状構造体（変形例３）は、Ｙ方向から断面視した際の針部１５側面と凸部１３上面のなす角φ １が、Ｙ方向から断面視した際の凸部１３側面と支持基板１１のなす角φ ２よりも小さい（φ １ ＜φ ２ ）。 Needle-like structure of the present invention shown in FIG. 12 (Modification 3), the angle phi 1 of the needle part 15 side and the projection 13 the upper surface when viewed in cross section from the Y direction, when viewed in cross section from the Y-direction smaller than the angle phi 2 of the convex portion 13 side and the support substrate 11 (φ 1 <φ 2) .

図１３に本発明の針状構造体（変形例４）の模式図を示す。 It shows a schematic view of the needle-like structure of the present invention (modification 4) in FIG. 13.図１３（ａ）は斜視図であり、図１３（ｂ）は、Ｘ方向から見た断面図であり、図１３（ｃ）はＹ方向から見た断面図である。 13 (a) is a perspective view, FIG. 13 (b) is a sectional view seen from X-direction, FIG. 13 (c) is a sectional view seen from the Y direction.図１３に示した本発明の針状構造体（変形例４）は、Ｙ方向から断面視した際の凸部１３が長方形である。 Needle-like structure of the present invention shown in FIG. 13 (Modification 4), the convex portion 13 when viewed in cross section from the Y-direction is a rectangle.

図１４に本発明の針状構造体（変形例５）の模式図を示す。 It shows a schematic view of the needle-like structure of the present invention (modification 5) in FIG. 14.図１４（ａ）は斜視図であり、図１４（ｂ）は、Ｘ方向から見た断面図であり、図１４（ｃ）はＹ方向から見た断面図である。 14 (a) is a perspective view, FIG. 14 (b) is a sectional view seen from X-direction, FIG. 14 (c) is a sectional view seen from the Y direction.図１４に示した本発明の針状構造体（変形例５）は、Ｙ方向から断面視した際の針部１５の底面の幅Ｌ２が、Ｙ方向から断面視した際の針部の底面の幅Ｌ３よりも小さい。 Needle-like structure of the present invention shown in FIG. 14 (Modification 5), the width L2 of the bottom surface of the needle portion 15 when viewed in cross section from the Y direction, of the bottom surface of the needle part when viewed in cross section from the Y-direction smaller than the width L3.本発明の針状構造体において、Ｙ方向から断面視した際の針部１５の底面の幅Ｌ ２は、Ｌ ３ ×０．６以上Ｌ ３以下の範囲内であることが好ましい。 The needle-like structure of the present invention, the width L 2 of the bottom surface of the needle portion 15 when viewed in cross section from the Y direction is preferably in the range of L 3 × 0.6 or more L 3 or less.上記範囲外の場合は、本発明の効果を十分なものとすることができなくなる場合がある。 For outside the above range, the effect of the present invention can not be made sufficient.

図９では、凸部の一側面と針部の一側面とが同一平面となるようにしたが、本発明の針状構造体は、必ずしも同一平面である必要はない。 9, but with one side of one side surface and the needle portion of the convex portion is set to be flush, needle-like structure of the present invention need not necessarily be coplanar.実施形態では、研削加工を少なくするために針部の加工のために一方向のみからの研削加工を行ったが、２方向からの研削加工をおこなうことにより、針部の側面の傾斜を凸部の側面の傾斜よりもより急峻にすることができる。 In the embodiment, although subjected to grinding from only one direction for the working of the needle portion in order to reduce the grinding, by performing the grinding of the two directions, protrusions inclination of the side surface of the needle portion it can be steeper than the slope of the side surface.これは、針部の先端をより鋭角にする場合に有効である。 This is effective when more acute the needle tip portion.

また、本発明の針状構造体は、第１の線状溝を形成する第１の方向と第２の線状溝を形成する第２の方向は必ずしも直交している必要はなく、交差しているものであればよい。 Further, the needle-like structure of the present invention, the second direction forming the first direction and the second linear grooves forming the first linear grooves do not have to be necessarily orthogonal, intersect which it may be as long as it has.

次に、本実施形態の針状構造体及びその製造方法のより具体的な実施例について説明する。 It will now be described in more specific embodiments of the needle-like structure and its manufacturing method of the present embodiment.

＜実施例１＞ <Example 1>まず、針状体原版の製造工程について、前記図３を用いて説明を行う。 First, the manufacturing process of the needle-like body precursor is described with reference to FIG 3.本実施例１のダイシングブレードは、傾斜面を有する形状に加工されたものを使用した。 Dicing blade of the first embodiment, was used which has been processed into a shape having an inclined surface.ダイシングブレードの厚みは１ｍｍ、先端面が幅２００μｍであり、側面と傾斜面との成す角度が１６０°であった。 The thickness of the dicing blade is 1 mm, a tip surface width 200 [mu] m, the angle formed between the side surface and the inclined surface was 160 °.傾斜面の傾斜角度は、最終的に形成される針状構造体の側壁角度を決定する。 The inclination angle of the inclined surface determines the sidewall angle of the needle-like structure that is ultimately formed.最終的に形成される四角錐形状の針部の先端角度を４０°とするために、本実施例におけるダイシングブレード先端部の傾斜面の傾きは１６０°を選択した。 The tip angle of the needle portion of the quadrangular pyramid to be finally formed to a 40 °, the inclination of the inclined surface of the dicing blade tip in this embodiment was chosen 160 °.また、支持基板１１としてアルミナ基板を用いた。 Also, an alumina substrate as the supporting substrate 11.

次に、前記ダイシングブレードによるダイシング加工で、アルミナ基板１１の表面に第１の線状溝１２を形成する工程を実施した。 Next, dicing processing by the dicing blade, and the step of forming a first linear groove 12 in the surface of the alumina substrate 11.まず、一辺が１００ｍｍの正方形で、厚さ３ｍｍのアルミナ基板１１を準備し、ダイシングブレードを回転させながらアルミナ基板１１の表面を深さ３００μｍとなるようにダイシング加工し、長さ１００ｍｍの溝を形成した。 First, one side at a square 100mm, prepares alumina substrate 11 having a thickness of 3 mm, while rotating the dicing blade and dicing process such that the depth 300μm the surface of the alumina substrate 11, forming a long groove 100mm did.

上記ダイシング加工によって、前記図３（ａ）に示すように、第１の線状溝１２が形成された。 By the dicing, as shown in FIG. 3 (a), the first linear grooves 12 are formed.第１の線状溝１２の開口上部の幅は約４１８μｍ、深さは６００μｍとなった。 The width of the opening top of the first linear groove 12 is approximately 418μm, the depth became 600 .mu.m.第１の線状溝１２の側面の傾きは、ダイシングブレードの先端に形成された傾斜面の傾きに対応し、本実施例ではアルミナ基板１１の表面と第１の線状溝１２の側面との成す角度は１１０°となった。 The inclination of the side surface of the first linear groove 12 corresponds to the inclination of the inclined surface formed at the tip of the dicing blade, the alumina substrate 11 in the present embodiment the surface and the side surface of the first linear grooves 12 angle formed became 110 °.

次に、第１の線状溝１２の隣に、第１の線状溝１２と同一の条件でダイシングブレードによって溝を加工した。 Then, next to the first linear groove 12, to process the groove by a first linear groove 12 and the dicing blade at the same conditions.このとき、ダイシングブレードは、第１の線状溝１２に対して、幅１００μｍだけ重なりを持つようにして溝を加工した。 At this time, the dicing blade with respect to the first linear groove 12, to process the grooves so as to have an overlap by a width 100 [mu] m.また、第１の線状溝１２に対して、平行に研削した。 Further, with respect to the first linear groove 12, in parallel to ground.これにより、前記図３（ｂ）に示すように、深さ６００μｍで長さ１００ｍｍの第１の線状溝１２が、第１の線状溝１２に隣接して形成された。 Thus, as shown in FIG. 3 (b), the first linear grooves 12 of a length of 100mm in depth 600μm were formed adjacent to the first linear groove 12.そして、隣接する第１の線状溝１２間には、先端形状が先鋭化された凸部１３が形成された。 Then, between the first linear groove 12 adjacent a convex portion 13 which end shape is sharpened is formed.

第１の線状溝１２を形成したのと同様に、順次、第１の線状溝１２を形成していき、凸部１３を所望の数だけ複数列に形成された基板を得た。 Similar to the formation of the first linear groove 12, sequentially, continue to form a first linear groove 12, the projection 13 to obtain a substrate which is formed in a plurality of rows desired number.本実施例においては、合計２５１本の第１の線状溝１２を作製した。 In this example, a first linear groove 12 of a total of 251 lines.この結果、２５０本の列状の凸部１３が形成された。 As a result, 250 pieces of column-shaped convex portion 13 is formed.列状の凸部１３の高さは、３２４μｍ、根元の幅は２３６μｍ、先端角度は４０°であった。 The height of the column-shaped protrusion 13, 324μm, root widths 236Myuemu, tip angle was 40 °.

次に、前記アルミナ基板１１を９０°回転し、第１の線状溝１２の工程よりも加工深さを１６２μｍ浅くし、第１の線状溝１２と同様に、第２の線状溝２４のダイシング加工を２５０本分実施した。 Next, the alumina substrate 11 is rotated 90 °, the machining depth than the first linear groove 12 step shallow 162Myuemu, similarly to the first linear groove 12, the second linear grooves 24 dicing of the was carried out 250 duty.この結果、列状の凸部１３上に、合計６２５００本の針部１５が、４００μｍピッチで、１００ｍｍ各のアルミナ基板１１上に均一配置されている、針状体原版１０が得られた。 As a result, on the column-shaped convex portion 13, a total of 62500 needles portion 15, at 400μm pitch, 100 mm are uniformly arranged on each of the alumina substrate 11, needles master 10 was obtained.

本実施例においては、このとき得られた針部１５は、四角錐形状をしており、先端角４０°、高さが１６２μｍ、底面の一辺の幅が１１８μｍとなった。 In the present embodiment, this time resulting needle 15 has a quadrangular pyramid shape, the tip angle 40 °, the height is 162Myuemu, the width of the bottom surface of one side becomes 118 .mu.m.

次に、複製版の製造工程について、前記図４を用いて説明を行う。 Next, the replica plate manufacturing process will be described with reference to FIG. 4.まず、作製した針状体原版１０を複製するため、針状体原版１０から複製版２０を作り、転写加工成型を行う工程を実施した。 First, in order to replicate the needles master 10 fabricated from needles master 10 makes a duplication plate 20 was performed a step of performing a transfer machining molding.まず、メッキ法によって針状体原版１０の表面に充填層２６であるニッケル膜を形成した。 First, to form a nickel film is packed layer 26 on the surface of the needle-like member master 10 by a plating method.次に、前記ニッケル膜２６を針状体原版１０から剥離し、複製版２０を作製した。 Then, the nickel film 26 was peeled off from the needles master 10, to produce a duplication plate 20.この複製版２０には、列状の凸部１３が反転された、列状の凹部２３が備わっていることを確認した。 The duplication plate 20, rows of protrusions 13 is inverted, it was confirmed that the column-like concave portion 23 is provided.

次に、針状構造体の製造工程について、前記図５を用いて説明を行う。 Next, a manufacturing process of a needle-like structure will be described with reference to FIG. 5.まず、ロール成型法によって、針状体形成材料３６あるエポキシ樹脂を、複製版２０に充填した。 First, by a roll molding method, a needle-shaped body forming material 36 is an epoxy resin was charged to a duplication plate 20.充填する際に、列状の凹部２３と同一方向にラミネータ装置を用いて加圧成型した結果、エポキシ樹脂から成る針状構造体３０を得た。 When filling, pressure molding the results using a laminator apparatus in the same direction as the rows of recesses 23, to obtain a needle-like structure 30 made of epoxy resin.得られたエポキシ樹脂製の針状構造体は、列状の凸部３３上に、多数の針部３５が配置されている針状構造体である。 The resulting epoxy resin needle-like structure on the column-shaped convex portion 33, a needle-like structure in which a large number of needle 35 is disposed.このとき、凸部３３の高さｈ ２は１５９μｍとなった。 In this case, the height h 2 of the convex portion 33 became 159Myuemu.針部３５は、先端角θ １およびθ ２が４０°、高さｈ １が１５９μｍ、底辺の一辺の幅が１１５μｍとなった。 Needle 35, the tip angle theta 1 and theta 2 is 40 °, the height h 1 is 159Myuemu, the width of one side of the base became 115 .mu.m.また、得られた針状構造体は、凸部３３の一側面と針部３５の一側面とが、同一平面によって形成されている。 The obtained needle-like structure, and one side of one side surface and the needle portion 35 of the convex portion 33 is formed by the same plane.得られた針状構造体において、針部が先端まで成形されている様子が確認された。 In the resulting needle-like structure, how the needle unit is molded to the distal end it has been confirmed.

比較実験として、列状の凸部１３の無い、同設計（四角錐、先端角が４０°、針高さ１６２μｍ、底面の一辺の幅が１１８μｍ）の針状体原版を作製し、そこから複製版を準備した。 As a comparative experiment, without column-shaped convex portion 13, the design (square pyramid, the tip angle of 40 °, the needle height 162Myuemu, the width of the bottom of one side 118 .mu.m) to prepare a needle-like body precursor, replication from there It was prepared edition.前記同様の条件でロール成型法を実施したが、エポキシ樹脂の充填性が悪く、先端部まで針部を形成することはできなかった。 Was performed roll molding method in the same conditions, filled epoxy resin is poor, it was impossible to form a needle portion to the tip portion.この結果、ロール成型法において、複製版に配置された凹部の補助パターンが、成型性向上に寄与していることを確認した。 As a result, in a roll molding method, an auxiliary pattern of recesses arranged in duplicate version, it was confirmed that contributes to moldability improvement.

＜実施例２＞ <Example 2>複製版は、実施例１で作製したニッケル製の複製版を用いた。 Duplication plate was used nickel duplication plate prepared in Example 1.図５に示すように、複製版を加熱し、ロール成型法によって、針状体形成材料３６あるポリプロピレン樹脂を、複製版２０に充填した。 As shown in FIG. 5, to heat the duplication plate, by a roll molding method, a needle-shaped body forming material 36 is polypropylene resin was filled in duplication plate 20.充填する際に、列状の凹部２３と同一方向にラミネータ装置を用いて加圧成型した結果、ポリプロピレン樹脂から成る針状構造体３０を得た。 When filling, pressure molding the results using a laminator apparatus in the same direction as the rows of recesses 23, to obtain a needle-like structure 30 made of a polypropylene resin.得られたポリプロピレン樹脂製の針状構造体は、列状の凸部３３上に、多数の針部３５が配置されている針状構造体である。 The resulting polypropylene resin needle-like structure on the column-shaped convex portion 33, a needle-like structure in which a large number of needle 35 is disposed.このとき、凸部３３の高さｈ ２は１５９μｍとなった。 In this case, the height h 2 of the convex portion 33 became 159Myuemu.針部３５は、先端角θ １およびθ ２が４０°、高さｈ １が１５９μｍ、底辺の一辺の幅が１１５μｍとなった。 Needle 35, the tip angle theta 1 and theta 2 is 40 °, the height h 1 is 159Myuemu, the width of one side of the base became 115 .mu.m.また、得られた針状構造体は、凸部３３の一側面と針部３５の一側面とが、同一平面によって形成されている。 The obtained needle-like structure, and one side of one side surface and the needle portion 35 of the convex portion 33 is formed by the same plane.得られた針状構造体において、針部が先端まで成形されている様子が確認された。 In the resulting needle-like structure, how the needle unit is molded to the distal end it has been confirmed.

なお、本発明の針状構造体は、医療のみならず、 Note that the needle-like structure of the present invention not medical only,微細な針部を必要とする様々な分野に適用可能であり、例えばＭＥＭＳデバイス、光学部材、創薬、化粧品、美容用途などに用いることも可能である。 Is applicable to various fields requiring fine needle, for example a MEMS device, an optical member, drug, cosmetics, can also be used in such cosmetic applications.

Claims (7)

Translated from Japanese

基板上に一方向に延在して形成された複数列の凸部と、 And the convex portion of the plurality of rows which are formed to extend in one direction on the substrate,前記各凸部上に離間して形成された複数の針部と、 A plurality of needle portions formed apart on the respective convex portions,を具備したことを特徴とする針状構造体。 Needle-like structure, characterized by comprising a.

前記凸部の一側面と前記針部の一側面とが、同一平面によって形成されていることを特徴とする請求項１記載の針状構造体。 One aspect and the one side of the needle portion, the needle-like structure according to claim 1, characterized in that it is formed by the same plane of the convex portion.

請求項１に記載の針状構造体を原版として用い、該原版からの転写成型によって前記凸部に対応する凹部及び前記針部に対応する溝部を有する複製版を作製し、前記複製版からの転写成型によって針状構造体を作製することを特徴とする、針状構造体の製造方法。 Used as an original needle-like structure according to claim 1, by a transfer molding from raw plate to prepare a replica plate having a groove corresponding to the recess and the needle corresponding to said convex portion, from the duplication plate characterized in that to produce a needle-like structure by a transfer molding method for producing a needle-like structure.

前記複製版からの転写成型によって作製する針状構造体を、生体適合性材料で形成することを特徴とする請求項３に記載の針状構造体の製造方法。 Method of manufacturing a needle-like structure according to claim 3, characterized in that the needle-like structures made by transfer molding from the duplication plate, formed of a biocompatible material.

前記複製版に充填するための針状体形成材料をローラにより押し付け、且つ該ローラを前記凹部の延在方向と同一方向に移動しながらロール成型することを特徴とする請求項３記載の針状構造体の製造方法。 The duplication plate pressed by roller needles forming material for filling, and acicular according to claim 3, wherein said rollers, characterized in that the roll mold while moving in the extending direction and the same direction of the recess method of manufacturing the structure.

基板の表面部に対し、研削加工を用いて互いに平行な複数の第１の線状溝を第１の方向に沿って形成することにより、前記第１の方向に垂直に切った断面が三角形状の複数の凸部を形成する工程と、 To the surface of the substrate, by forming along the first linear groove parallel multiple mutually in a first direction using a grinding, the first cross section is triangular cut in perpendicular to the direction forming a plurality of convex portions of,前記各凸部に対し、研削加工を用いて前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って互いに平行な複数の第２の線状溝を前記第１の線状溝よりも浅く形成することにより、前記第２の方向に垂直に切った断面が三角形の複数の針部を形成する工程と、 Wherein for each protrusion, shallower than the first direction and the second of the parallel plurality of second linear grooves from one another along the direction the first linear grooves intersecting with grinding by the steps of the second direction to cut the vertical cross-section to form a plurality of needles of triangular,を含むことを特徴とする針状構造体の製造方法。 Method of manufacturing a needle-like structure which comprises a.

前記第１及び第２の線状溝を形成するための研削加工において、側面と先端面との間に傾斜面を有するダイシングブレードを用いたことを特徴とする請求項６に記載の針状構造体の製造方法。 Acicular structure according to claim 6, characterized in that in grinding for forming the first and second linear groove, using a dicing blade having an inclined surface between the side surface and the front end surface method of manufacturing the body.

PCT/JP2013/0798972012-11-092013-11-05Needle-like structure and method for manufacturing same
WO2014073531A1
(en)

Production method for tubular carbon molecule and tubular carbon molecule, production method for recording device and recording device, production method for field electron emission element and field electron emission element, and production method for display unit and display unit